不同浓度赤霉素对油樟种子生理及萌芽的影响.pdf
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1、2023四川林业科技编辑部longepaniculatum seedsJ.Journal of Sichuan Forestry Science and Technology,2023,44(3):110-115.doi:10.12172/202206300001.AAm引用D研究报告Jun.2023Journal of Sichuan Forestry Science and Technology20233年6月No.3Vol.44,第44卷第3 期四川林业科技不同浓度赤霉素对油樟种子生理及萌芽的影响何秀燕,倪婷婷,刘孟婕,廖世宏,魏琴13,赵鑫1.3*1.宜宾学院,四川宜宾6 440 0
2、0;2.宜宾梦想农旅发展有限公司,四川宜宾6 440 0 0;3.四川省油樟工程技术研究中心,四川宜宾6 440 0 02022-06-30收稿,2 0 2 3-0 2-2 4网络版发表开放科学(资源服务)标识码(OS)基金项目宜宾学院2 0 19年度科研启动项目(2 0 19QD08);四川省高校重点实验室2 0 19年度开放基金(2 0 19XLZ007)何秀燕(1998),女,学士,46 6 7 2 7 151 *通信作者Zhaoxin_摘要油樟(Cinnamomumlongepaniculatum(G a mb l e)N.Ch a o e x H.W.L i)是国家I级重点保护植物,
3、也是我国特有、盛产天然芳香油的经济林木,而目前油樟种子研究较少,通过赤霉素处理后油樟种子萌芽率及其生理指标如何变化目前还未有深入研究。通过赤霉素(Gibberellins,G A s)处理油樟种子以期促进油樟种子快速萌发,通过各项生理指标的测定与形态结构的观察,进一步丰富油樟种子萌芽的理论基础。以油樟种子为实验材料,采用不同浓度赤霉素(0.2、0.4、0.6、1gL-1)和不同时间(2 4h、48 h)处理,对比不同处理生理指标以及种胚发育情况,0.4gL-的赤霉素处理可显著提升油樟种子SOD、CA T 活性,显著降低油樟种子MDA含量,显著提高可溶性蛋白质含量,胚的形态发育明显优于其他处理,
4、胚乳细胞连接密度较小、脂滴含量较多、细胞壁较薄。因此0.4gL-赤霉素浸种48 h有利于促进油樟种子萌发。关键词赤霉素;油樟种子;种胚;生理指标油樟(Cinnamomum longepaniculatum(G a mb l e)N.Chao exH.W.Li),是樟科(Lauraceae)樟属(Ci n n a m o m u m)香料植物 2 。油樟的枝、叶、根、果和花等部位均富含芳香精油,油樟叶中挥发油含量可达到3.8 4.5%3,现已从油樟叶精油中鉴定出113余种化学成分 4。因油樟具有良好的医用价值和芳香气味,现正受到人们越来越多的关注,其在香料、医药、和化学工业等领域也被广泛应用。油
5、樟主要分布于四川宜宾,约占全国油樟资源8 5%、全世界油樟资源6 5%5。目前油樟主要通过扦插、嫁接、种子等多种类型繁殖 6 ,而扦插与嫁接存在诸多影响因素,目前油樟栽培以种子繁育为主。且目前油樟种植品种出油率差异明显,良种化程度不高。由于油樟母树缺乏,导致优良种子收集困难 7 ,而油樟试管苗易玻璃化,不利于工厂化育苗 8 。目前经过湿沙层积的油樟种子发芽率低,且沙藏后种子出苗差、活力弱、萌芽周期长,且保存有限。油樟种子的萌发及生长在一定程度上影响油樟种植与品质,因此通过解决油樟种子、种苗问题能够有效促进油樟经济的快速发展外源激素会影响种子的萌发 9,赤霉素能够促进种子萌发 10 。赤霉素可以
6、有效促进种子内水解酶的活性,增强种子活力,其不仅能够加速植物的生长和发育,还能够打破某些植物块茎、种子、鳞茎等器官的休眠,促进发芽 12 。不同浓度赤霉素对植物种子具有不同的效果,1 10 umolL赤霉素可以有效缩短生菜种子培育期限 13,7 50 12 50 mgL-赤霉素处理36 h托鲁巴姆种子显著提高发芽势和发芽率 4,40 0 mgL-赤霉素显著提高白藤种子的发芽速度 15,2 0 0 mgL-赤霉素浸种增加色木械的萌发格式:何秀燕,倪婷婷,刘孟婕,等.不同浓度赤霉素对油樟种子生理及萌芽的影响 J.四川林业科技,2 0 2 3,44(3):110-115.HEXY111研究报告何秀燕
7、,等:不同浓度赤霉素对油樟种子生理及萌芽的影响率 16 。10 0 mg:L-赤霉素浸泡6 h能有效促进枫香种子萌发 17 。目前油樟研究主要集中在油樟精油成分 18 、油樟内生菌 19、油樟油体外抑菌活性研究 2 0 及提高精油提取技术 2 1 等方面,而外源激素能否促进油樟种子萌芽以及种子萌芽过程中各项生理指标如何变化还未有深人研究。因此利用不同浓度赤霉素处理油樟种子,比较赤霉素处理后种子各项生理变化与形态学变化,并以此为基础筛选出能够有效促进油樟种子萌发的赤霉素浓度,缩短油樟种子萌发周期,提高油樟的成苗率,促进油樟优质种质资源筛选及丰富油樟苗木快速繁殖的理论基础。1材料与方法1.1实验材
8、料油樟种子2 0 2 0 年9月采收于宜宾市梦想农旅有限公司油樟基地后沙藏保存。挑选饱满、大小均一种子清洗表面沙土后待处理1.2实验方法以蒸馏水浸泡油樟种子作为对照,设置4个赤霉素浓度梯度(0.2 gL-、0.4g L-、0.6 g L-、1g L-)和2 个浸泡处理时间(2 4h、48 h),每个处理设置3组生物学重复,每个重复为150 粒种子。油樟种子SOD、PO D、CA T 活性分别采用氮蓝四唑(NBT)光还原法 2 2.2 3、愈创木酚法 2 4.2 5、紫外分光光度测定法 2 5 测定。丙二醛含量采用硫代巴比妥酸(TBA)法 2 5 测定。可溶性蛋白含量采用考马斯亮蓝G-250法
9、2 6 测定。胚及胚乳形态结构采用徒手切片 2 7 与石蜡切片法 2 8 观察。1.3数据处理采用MicrosoftExcel2010软件进行表格制作,采用SPSS20.0软件进行单因素方差分析和显著性分析(P0.05)。2结果与分析2.1不同处理油樟种子形态学研究2.1.1油樟种子胚乳的变化分析不同浓度赤霉素处理对油樟种子胚乳结构的影响(见图1)。结果表明油樟种子富含油脂(图中红色圆点即为脂滴)。而0.4gL赤霉素处理48 h后,油樟种子内脂滴含量、胚乳细胞的连接密度均高于对照(见图1B),且胚乳细胞壁相比对照明显变薄。2.1.2油樟种子胚的变化油樟种子种胚长度约为种子长的1/4,位于胚乳中
10、央的一端。沙藏后的油樟种子已处于子叶型胚阶段(见图2)。通过比较不同浓度、不同时间处理油樟种子胚的变化情况,能够较清楚地观察到0.4gL-1赤霉素处理48 h后油樟种子的种胚长度、子叶长注:A.对照;B.0.4gL-赤霉素处理48 h(A,B.40 X)1.脂滴;2.胚乳细胞Note:A.CK;B.0.4 g:L-GAs treatment for 48 h(A,B.40 X)1.Lipid droplets;2.Endosperm cell图1不同处理油樟种子石蜡切片Fig.1Paraffin sections of Cinnamomum longepaniculatum seedsEGDF
11、BH注:A,B.CK24h,48h胚结构;C,E,G,I.处理2 4h;H,F,H,J.处理48 h;C,D.0.2 g L 处理;E,F.0.4gL处理;G、H.0.6 g L-处理;I,J.1gL-处理Note:A,B.CK 24 h、48 h;C,E,G,I.t r e a t me n t f o r 2 4 h;H,F,H,J.t r e a t me n t f o r 48 h;C,D.0.2 g L-;E.F.0.4 g L-;G,H.0.6 g L ;I,J.1 g L-图2 不同浓度赤霉素对油樟种子胚的结构影响Fig.2Effects of GAs on the embry
12、o structureof Cinnamomum longepaniculatum seeds1122023年第44卷四川林业科技第3期度、胚轴长度均大于其他处理组,其胚根也更接近种皮,有利于种子萌发(见图2 F)。观察胚的形态结构可知,0.4gL-赤霉素溶液浸泡油樟种子48 h,有利于油樟种胚的发育生长,为胚根突破胚乳创造条件,一定程度上缩短油樟萌发周期,能够有效帮助油樟种子萌发。2.2不同浓度赤霉素油樟种子可溶性蛋白含量的影响不同浓度赤霉素处理不同时间,能够显著影响油樟种子可溶性蛋白含量。在处理2 4h后,赤霉素较高浓度(0.4gL-1、0.6 g:L-l、1.0 g L-)能够显著提高种
13、子可溶性蛋白含量,其中0.6 gL-处理可溶性蛋白含量最高,为7.0 0 mg:gl,而对照组中可溶性蛋白含量最低,为4.6 0 mgg(见图3)。随着赤霉素处理时间的增加,处理48 h后赤霉素0.4gL-1处理下可溶性蛋白含量最高,为7.48 mg:g,显著高于对照。而赤霉素其他浓度处理(0.2 gL-l、0.6gL-1、1.0 g:L-)可溶性蛋白含量相比其他处理显著下降,其中0.6 gL-最低,为6.0 8 mg:g(见图3)。2.3不同浓度赤霉素对油樟种子抗氧化酶活性及MDA的影响2.3.1不同浓度赤霉素处理对油樟种子SOD活性的影响赤霉素处理2 4h后,对照SOD活性最低,为608.
14、50UgFW-l。赤霉素0.2 gL-l、0.6 g L-l 和1gL-1处理种子,SOD活性分别比对照高8.2 2%、2.7 9%和6.2 7%,赤霉素浓度为0.4gL-时,油樟种子SOD活性最高,为7 0 0.0 0 UgFW-l(见图4)。处理48 h后,随着处理时间的增加,较高浓度赤霉素处理能够显著提高油樟种子内SOD活性,8a24 h48 h765babdd432000.20.40.61.0赤霉素浓度g:L-)GAs concentration/(gL-)图3不同浓度赤霉素对油樟种子可溶性蛋白含量的影响Fig.3Effects of different concentrations
15、of GAs on Protein content100024 h48 h900Ca(-Md,3.n)/aOs.b800dd700bCd600e500400300200100000.20.40.61.0赤霉素浓度/(gL-)GAs concentration/(g:L-l)图4不同浓度赤霉素对油樟种子SOD活性的影响Fig.4Effects of different concentrations of GAs on SOD activity当赤霉素浓度为0.6 gL-时,SOD活性最高,为856.70UgFW-1,而0.4gL-1和1gL-1分别比对照组升高了4.31%和5.53%(见图4)。
16、0.2 gL-处理与对照SOD活性最低且无显著性差异。实验结果表明,在赤霉素较高浓度下,油樟种子内SOD活性随着浸泡时间的增加而增加,而0.4gL-能够在短时间内提高SOD活性,随着处理时间的增加,0.6 gL-1可提升油樟种子SOD活性。2.3.2不同浓度赤霉素对油樟种子POD活性的影响与对照相比,0.6 g:L-赤霉素可提高油樟种子内POD活性,而其他浓度处理与对照无显著性差异。当赤霉素为0.6 gL-,处理2 4h和48 h后油樟种子POD活性分别为11.2 5U.gFW-l、13.33U.g FW-l(见图5),显著高于其他处理。1.0 gL-赤霉素处理在2 4h略低于对照,而在处理4
17、8 h后显著高于对照及赤霉素低浓度处理2.3.3不同浓度赤霉素处理对油樟种子CAT活性的影响油樟种子CAT活性变化受赤霉素浓度的影响(见图6)。处理2 4h和48 h后,0.4gL-赤霉素显著提高CAT活性。随着处理时间的增加,48 h处理比2 4h处理CAT活性升高7.2 4%(见图6)。而其他处理与对照无显著性差异,且与处理时间无关。1824h48h16a(-Mdi.3.n)/AOd14a12ab10ab8642000.20.40.61.0赤霉素浓度/gL-)GAs concentration/(gL-)图5不同浓度赤霉素对油樟种子POD活性的影响Fig.5Effects of diffe
18、rent concentrations of GAs on POD activity113研究报告何秀燕,等:不同浓度赤霉素对油樟种子生理及萌芽的影响109a24h48h(-Mdi-8.n)/1VO8ab7654321000.20.40.61.0赤霉素浓度/(g:L-)GAs concentration/(gL-l)图6 不同浓度赤霉素对油樟种子CAT活性的影响Fig.6Effects of different concentrations of GAs on CAT activity2.3.4不同浓度赤霉素处理对油樟种子MDA含量的影响实验结果表明不同浓度赤霉素能够影响油樟种子丙二醛含量。在
19、较低浓度处理下(0.4gL)丙二醛含量均低于对照,其中赤霉素0.4g:L-处理在24h、48 h 丙二醛含量均显著低于对照,分别为0.026mol.gFW-l(见图7)、0.0 2 1mol.gFW-l(见图7)。对照与其他赤霉素处理MDA含量较高。随着处理时间的增加,0.6 gL-处理下MDA含量上升较快。3讨论赤霉素浓度能够有效影响种子萌发,赤霉素处理色木械、泡桐、枫香等 2 9.30.17 能有效增加种子的萌发。种子内胚乳细胞的结构,脂滴和蛋白体的含量对种子的萌发均有影响,即种子内胚乳细胞连接紧密,脂滴大量分布,会使种子难以萌发33。而蛋白体是种子贮藏蛋白的场所,在种子萌发时,蛋白体吸水
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